Pełny tekst PDF

Przegl d Naukowy – In ynieria i Kszta towanie rodowiska (2016), 25 (3), 356–365
Prz. Nauk. In . Kszt. rod. (2016), 25 (3)
Scientic Review – Engineering and Environmental Sciences (2016), 25 (3), 356–365
Sci. Rev. Eng. Env. Sci. (2016), 25 (3)
http://iks_pn.sggw.pl
Tomasz GODLEWSKI, ukasz KACZY SKI
Instytut Techniki Budowlanej, Zak ad Konstrukcji Budowlanych i Geotechniki
Building Research Institute, Building Structures and Geotechnics Department
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie
polow sond krzy akow w wietle nowych wymaga
norm europejskich
The determination of shear strength of soil based on eld
vane test in accordance with new European standards
S owa kluczowe: maksymalna wytrzyma o
na cinanie w warunkach bez odp ywu, wytrzyma o rezydualna, polowa sonda krzy akowa,
Eurokod 7
Key words: peak undrained shear strength,
residual/remoulded shear strength, eld vane
test, Eurocode 7
Wprowadzenie
Zapewnienie wymaga bezpiecze stwa oraz racjonalnego projektowania
obiektów budowlanych sprawia, e
przy okre laniu interakcji konstrukcji
z pod o em gruntowym potrzebna jest
znajomo odpowiednio dobranych do
danego zagadnienia parametrów wspó pracy u ywanych w danej metodzie
obliczeniowej (Bara ski i inni, 2008;
Godlewski, 2009; Mitew-Czajewska
i Siemi ska-Lewandowska, 2010; Bogusz, 2013). W tym celu powszechne
staje si stosowanie bada in situ. Nie-
356
mniej wiarygodno
uzyskiwanych
parametrów wymaga odpowiedniego
i wiadomego doboru „klucza interpretacyjnego”, najlepiej w odniesieniu do
warunków lokalnych (Godlewski, 2013;
M ynarek, 2013; Rabarijoely i Garbulewski, 2013). Jednym ze sposobów walidacji u ytej zale no ci korelacyjnej jest
odniesienie uzyskiwanych wyników do
wyników oznacze z metody, gdzie pomiar taki mo na wykona w sposób bezpo redni. Przyk adem mo e by tu szacowanie warto ci wytrzyma o ci gruntu
na cinanie w warunkach bez odp ywu
(cu1) z wyników pomiarów sond sta1
Nale y zauwa y , e wed ug aktualnej wersji
Eurokodu 7 (PN-EN 1997-2:2009) wytrzyma o
na cinanie w warunkach bez odp ywu oznacza
si symbolem „cu”, a okre lana z pomiarów sond krzy akow symbolem „cfv”, jednocze nie
w literaturze zwi zanej z tematyka bada in situ
ci gle stosowany jest symbol „su”, a w polskiej
dotychczasowej literaturze ten parametr opisywano symbolem „ ”.
T. Godlewski, . Kaczy ski
tyczn CPTU. Istnieje wiele publikacji
gdzie, z uwagi na rozpatrywany problem
geotechniczny (np. no no i stateczno
nasypów drogowych), takie porównania
s wykonywane (np. M ynarek i inni,
2012). Porównanie z wynikami z bada
sond krzy akow (FVT) pozwala na doprecyzowanie stosowanego wspó czynnika korelacyjnego (Nkt) do interpretacji
poszukiwanego parametru z pomiarów
sond CPTU (Stefaniak, 2015). Istnieje
jednak problem zwi zany z sam metodyk wykonywania pomiarów sond
krzy akow oraz bezsprzeczny wp yw
pr dko ci prowadzenia badania na uzyskiwane wyniki. W tym kontek cie nowe
wymagania podane w propozycji normy EN ISO (prEN ISO 22476-9) stoj
niekiedy w sprzeczno ci z dotychczas
stosowanymi procedurami krajowymi
(PN-B-04452:2002) i praktyk .
Metodyka badania FVT
W a ciwe oznaczenie parametrów
wytrzyma o ciowych próbki gruntu
w du ej mierze zale y od w a ciwego
pobrania, zabezpieczenia i przetransportowania materia u do bada do laboratorium. Pomimo szerokiego wachlarza
dost pnych próbników oraz urz dze
wiertniczych, niektóre rodzaje gruntów naturalnych i antropogenicznych
zaliczanych do gruntów s abono nych
s niezwykle trudne do pobrania, b d
jako pobranych próbek nie odpowiada oczekiwanej klasie. Jest to jeden
z przypadków, w których najlepszym
rozwi zaniem s badania in situ. Jednym
z najpopularniejszych bada terenowych
gruntów s abych jest sondowanie FVT
(Field Vane Test). Procedura badania
sond krzy akow na wiecie jest podobna. Na przyk ad normy ameryka ska
(ASTM D2573), brytyjska (BS 1377:9),
czy niemiecka (DIN 4096), w tym take dotychczasowa polska norma PN-B-04452:2002, podawa y praktycznie identyczne lub bardzo zbli one wymagania co
do procedury przeprowadzania badania.
Schemat uniwersalnej ogólnej procedury
badawczej podano na rysunku 1.
Ko cówk sondy nale y zag bi
w gruncie mo liwie p ynnie, z pr dkoci nie wi ksz ni 20 mm/s, je eli jest
to mo liwe bez uderze i wibracji. Norma dotychczasowa PN-B-04452:2002
przewiduje dwa standardowe rozmiary
prostok tnych ko cówek: 100 × 200 mm
dla gruntów s abych (mi kkoplastycznych i plastycznych) oraz 40 × 80 mm
dla gruntów mocniejszych (twardoplastycznych). Pomiar polega na obracaniu erdzi zako czonych krzy akiem,
o odpowiednim dla danych gruntów rozmiarze, ze sta pr dko ci obrotow
cinania w zakresie 6–12°/min. W przypadku s abych gruntów spoistych o maej wra liwo ci pr dko obrotu mo e
wynosi 30°/min. W przypadku wykonywania badania bez rur os onowych nale y zmierzy , jaka cz
pomierzonego
momentu obrotowego wynika z tarcia na
erdziach. Po osi gni ciu maksymalnej
warto ci momentu obrotowego dokonuje si 10 szybkich (PN-B-04452:2002),
pe nych obrotów przewodu badawczego,
a nast pnie w opisany wcze niej sposób
mierzy si warto rezydualn . Warto
wytrzyma o ci na cinanie (cfv obliczana jest po odniesieniu momentu obrotowego do wymiarów u ytego w trakcie
badania krzy aka. Badanie sond krzyakow oprócz mo liwo ci oznaczenia
maksymalnej i rezydualnej wytrzyma o-
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow ...
357
RYSUNEK 1. Schematyczna uniwersalna procedura badania FVT
FIGURE 1. Schematic universal FVT test procedure
ci na cinanie w warunkach bez odp ywu
pozwala równie na ocen wra liwo ci
gruntu oraz oszacowania wspó czynnika
prekonsolidacji (Lechowicz i Szyma ski, 2002). W przytoczonej publikacji,
jak te w za czniku informacyjnym
do Eurokodu 7 (PN-EN 1997-2:2009,
za . I), podano równie wspó czynniki
poprawkowe2 stosowane w badaniach
sond FVT. Podane wspó czynniki s
uzale nione od wska nika plastyczno ci
(Ip) czy te granicy p ynno ci (wL) badanego gruntu, lub mog by ustalone
bezpo rednio dla warunków lokalnych
(Wolski, 1988; Lechowicz i Szyma ski,
2002).
Badanie to sta o si bardzo popularne w zakresie bada odbiorczych
i kontrolnych prowadzonych w ramach
2
Liczne badania wykaza y konieczno stosowania skorygowanej warto ci wytrzyma o ci na cinanie do oblicze no no ci i stateczno ci.
358
nadzorów geotechnicznych w przypadku odbiorów dna wykopów lub warstw
wbudowywanych materia ów nasypowych w budownictwie drogowym. Nie
bez znaczenia jest te wprowadzona
przez Borowczyka (2004) modykacja
klasycznej sondy dynamicznej (DPL)
do stosowania cznego jako sondy udarowo-obrotowej (SLVT). Modykacja
ta polega a na zastosowaniu w standardowym zestawie bada dynamicznych
odpowiednio zwymiarowanej ko cówki
krzy akowej3, co pozwala o dokonywa
pomiarów post pu zag biania dynamicznego sondy oraz dodatkowo wykonywania pomiarów ( ci ) na danej g boko ci. Metoda ta jednak nie doczeka a
si standaryzacji, ale z uwagi na swoj
3
Analogia i kontynuacja za o e podanych dla
sondy ITB-ZW przez Bole skiego (1975).
T. Godlewski, . Kaczy ski
kompleksowo 4 zyska a du popularno . Borowczyk (2004) wykaza dobre korelacje dla tej metody okre lenia
parametrów zag szczenia (kontrola zag szczenia nasypów), podaj c zale no
oporu na obrót sondy SLVT od wska nika zag szczenia (dla piasków drobnych
i rednich). W praktyce trudno jest jednak wykona ten pomiar poprawnie (tzn.
w sposób zbli ony do wymaga klasycznej sondy FVT), u ywaj c popularnych,
r cznych zestawów badawczych (z kluczem dynamometrycznym do odczytu
momentu obrotowego, przy którym nast powa o cinanie). Trudno stwarza
przede wszystkim utrzymanie sta ej,
niewielkiej pr dko ci obrotu krzy aka
na poziomie 6–12°/min, zapewniaj cej
ci cie gruntu w warunkach bez odp ywu, co niekiedy nast puje dopiero po
20 min. Inn trudno rodzi subiektywno przy odczycie warto ci maksymalnego momentu cinaj cego, zw aszcza przy
jego ma ych warto ciach. Bardzo trudno
jest równie jednoznaczne okre lenie
warto ci tarcia przewodu badawczego
(w przypadku badania bez rur os onowych) i jego udzia w ostatecznie zmierzonej warto ci maksymalnego momentu
cinaj cego. Utrzymanie tych wymaga (sta y pomiar pr dko ci i eliminacja wp ywu tarcia) by a mo liwa tylko
w badaniach sond PSO-1.
Norma PN-EN 1997-2 dopuszcza
jako jedno z bada terenowych, zw aszcza dla gruntów s abych, sondowanie
FVT. Wykonanie badania zgodnie z norPo czenie bada dynamicznych oceniaj cych
stopie zag szczenia w gruntach niespoistych
(gruboziarnistych) i oznaczenia wytrzyma o ci na
cinanie za pomoc zmodykowanej ko cówki
krzy akowej w gruntach spoistych (drobnoziarnistych) i niespoistych.
4
m prEN ISO 22476-9, która ma dopiero status „draftu” (po g osowaniu, ale
jeszcze przed wydaniem), ró ni si od
stosowanej dotychczas w Polsce normy
w kilku zasadniczych punktach. Pr dko obrotu krzy aka zdaje si mie
najwi kszy wp yw na uzyskiwane warto ci. Dotychczas pr dko
cinania
by a okre lona w przedziale 6–12°/min,
w wyj tkowych okoliczno ciach mog a wynosi 30°/min. W drafcie normy
EN ISO 22476-9 pr dko wykonywania badania jest okre lona na 360°/min.
W literaturze wiatowej mo na spotka
si z rekomendowanymi raczej ma ymi
pr dko ciami ci cia w zakresie 6–12°/
/min, w Polsce norma bada polowych
z 1974 roku pr dko 5°/min (max. do
10°/min). Nie bez znaczenia jest te
czas, w którym powinno nast pi ci cie (wi cej na temat efektów zwi zanych
z rozmiarem ko cówki i wp ywem czasu mo na znale w pracy Perez-Foguet
i innych z 1997 roku), wed ug normy
EN ISO rednio 2–5 min od wprowadzenia krzy aka na dan g boko (wytyczne norweskie (NGF) z 1982 roku podawa y nawet bardziej restrykcyjny zakres
1–3 min).
Nowa specykacja techniczna prEN
ISO 22476-9 wprowadza równie pewne
zmiany w nomenklaturze uzyskiwanych
ta metod parametrów. Dotychczas badania sond krzy akow pozwala y na
okre lenie wytrzyma o ci na cinanie
w gruntach o nienaruszonej strukturze
oraz wytrzyma o ci na cinanie gruntu
w stanie naruszonym. Badanie w stanie
naruszonym odbywa o si po okre leniu wytrzyma o ci, po cztery szybkich
obrotach krzy aka (PN-B-04452:2002).
Nowe zapisy draftu EN ISO 22476-9
deniuj trzy rodzaje wytrzyma o ci:
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow ...
359
wytrzyma o na cinanie gruntu o nienaruszonej strukturze (cfv), resztkow
(residual) wytrzyma o
na cinanie
(cres,fv) – okre lon jako pomierzon ,
sta warto lub po 180° obrotu, oraz
wytrzyma o na cinanie po naruszeniu
struktury gruntu (remoulded) (crem,fv),
wykonywane po 10 pe nych obrotach
krzy aka. Dodatkowo w normie prEN
ISO 22476-9, w zale no ci od sposobu
prowadzonych pomiarów, wydzielono
cztery rodzaje/typy bada (tab. 1), podaj c równie na tej podstawie klasy
stosowalno ci i jako ci poszczególnych
typów bada (tab. 2).
Chc c prze ledzi wp yw nowych
propozycji sposobu wykonywania bada
sond FVT (g ównie wp yw pr dko ci
badania) na wyniki oznacze parametru
wytrzyma o ci na cinanie, wykonano
seri bada porównawczych dla kilku
typów gruntów (naturalne grunty: mady,
oraz grunty organiczne: namu y i torfy,
oraz grunty antropogeniczne: popio y).
Metodyka bada sond VANE
TEST GM 4W
Na rynku geotechnicznej aparatury
pomiarowej wyst puj ró ne automatyczne urz dzenia pozwalaj ce na wykonanie badania sond krzy akow . Maj
one wiele zalet w stosunku do zestawów
manualnych. Podstawow przewag jest
mo liwo zadania sta ej pr dko ci obrotowej oraz ci g a rejestracja momentu obrotowego w funkcji wykonanego
obrotu. Automatyzacja zbierania tych
danych uniezale nia je od subiektywnego odczytu operatora. Niektóre z dost pnych zestawów do automatycznych
sondowa krzy akowych, maj równie
ciekawe rozwi zania umo liwiaj ce wytarowanie warto ci momentu obrotowego, uwzgl dniaj c tarcie na erdziach.
W trakcie bada u ywano urz dzenia
VANE TEST GM 4W Fi skiej rmy
Geomachine. W przypadku tego produktu okre lenie tarcia na pobocznicy
TABELA 1. Rodzaje bada obrotow sond krzy akow wed ug prEN ISO 22476-9
TABLE 1. Type of eld vane tests by prEN ISO 22476-9
Badanie
Test
FVT a
FVT b
FVT c
FVT d
360
Pomiar
Measurement
w czasie zapuszczania ci g y
pomiar momentu obrotowego
w stosunku do obrotu
w czasie wyci gania ci g y
pomiar momentu obrotowego
w stosunku do obrotu
Zapis momentu
obrotowego i obrotu
Torque and rotation
registration
Przekazywanie momentu
obrotowego
Torgue transfer
brak
przekazywanie momentu
obrotowego przez przed u ki
z rurami os onowymi
przekazywanie momentu
w czasie wyci gania ci g y
obrotowego przez przed u ki
pomiar momentu obrotowego
bez rur os onowych, ze z czw stosunku do obrotu
kami zaciskowymi
przekazywanie momentu
w czasie wyci gania ci g y
obrotowego przez przed u ki
pomiar maksymalnego mobez rur os onowych, ze z czmentu obrotowego
kami zaciskowymi
moment obrotowy –
rzeczywisty obrót
moment obrotowy –
pozorny obrót
moment obrotowy –
pozorny obrót
maksymalny moment
obrotowy
T. Godlewski, . Kaczy ski
TABELA 2. Klasy zastosowa w zale no ci od rodzaju badania wed ug prEN ISO 22476-9
TABLE 2. Application classes depending on the test type by prEN ISO 22476-9
Klasy
zastosowa
Application
class
Badanie Minimalna dozwolona dok adno
Test
Allowable minimum accuracy
1
FVT a
2
FVT a
FVT b
3
FVT c
4
FVT d
moment obrotowy
k t obrotu
g boko badania
moment obrotowy
k t obrotu
g boko badania
moment obrotowy
k t obrotu
g boko badania
moment obrotowy
g boko badania
a
0,5 Nm
1° lub 1%
0,1 m lub 1%
1 Nm
5° lub 1%
0,1 m lub 1%
2 Nm
10° lub 1%
0,2 m lub 1%
5 Nm
0,2 m lub 1%
Maksymalny
obrót
pomi dzy
pomiarami
Maximum
rotation
between
measurements
Sugerowane
wykorzystanie
Suggested use
gruntb
soil
Interpretacjac
Interpretation
1°
A do D
H
2°
A do D
H, H*
5°
A do D
H*
Nie dotyczy
C do D
H*
UWAGA! Dla wyj tkowo s abych gruntów mog by wymagane jeszcze wi ksze dania, co do dok adno ci!
a
Minimalna dozwolona dok adno mierzonego parametru jest wi ksz warto ci z dwojga wybranych. Wzgl dna dok adno dotyczy mierzonych warto ci, a nie mierzonego zakresu.
b
A. Jednorodne grunty (zazwyczaj cu <2 MPa); B. Gliny, i y i piaski; C. Gliny i i y; D. Gliny i i y.
c
H interpretacja w kontek cie parametrów in ynieryjnych z towarzysz cym niskim poziomem niepewno ci;
H* interpretacja w kontek cie parametrów in ynieryjnych z towarzysz cym wysokim poziomem niepewno ci.
przewodu badawczego odbywa si dzi ki zastosowaniu specjalnego „sprz g a”
w elemencie cz cym erdzie z krzy akiem (rys. 2).
Tego typu rozwi zanie pozwala na 2°
obrotu kolumny erdzi bez przenoszenia
go na opatki krzy aka, co pozwala na
zerwanie kontaktu z gruntem (badanie
typu FVTa). Umo liwia to pomniejszenie warto ci maksymalnego momentu
obrotowego o zarejestrowan warto
pocz tkow . Urz dzenie jest uniwersalne z uwagi na sposób monta u – pozwala
na instalacj zarówno na masztach samobie nych wiertnic, jak i na przeno nym,
lekkim statywie (rys. 2) mocowanym do
gruntu kotwami limakowymi. Statyw
pozwala równie na pogr anie krzy aka dzi ki korbowo- a cuchowemu systemowi wciskaj cemu. Po zako czeniu
badania s u y on jako wygodna wyci garka. Obrót krzy aka jest realizowany
poprzez elektryczny silnik zintegrowany z czujnikiem dynamometrycznym
oraz jednostk steruj c . Maksymalny
uzyskiwany moment obrotowy wynosi
100 kNm, a jego warto jest rejestrowana z dok adno ci do 1 kNm. Urz dzenie
na bie co rejestruje i wy wietla wykres
zale no ci warto ci si y od k ta obrotu.
Po zako czeniu badania wy wietlana jest
warto wytrzyma o ci na cinanie grun-
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow ...
361
a
b
c
RYSUNEK 2. (a) – Widok tzw. sprz g a (konstrukcja wed ug Geomachine); (b) – kompletny zestaw
FVT na stojaku w trakcie bada ; (c) – przyk adowy zapis wyników w prolu g boko ciowym
FIGURE 2. (a) – view of the clutch (construction by Geomachine); (b) – complete FVT set on the stand
during tests; (c) – record results on depth prole
tu dla danej g boko ci ci cia, obliczona na podstawie zebranych danych oraz
wybranej uprzednio wielko ci krzy aka.
Wyniki bada
Wyniki bada
porównawczych,
przeprowadzonych na trzech poletkach
do wiadczalnych, przedstawiono na rysunku 3a (warto ci maksymalne) i rysunku 3b (warto ci rezydualne). Badania
wykonano w bezpo rednim s siedztwie
(ok. 1,0–1,5 m od siebie) jako serie bada zestawem r cznym z pomiarem kluczem dynamometrycznym (mFVT) oraz
zestawem automatycznym (FVT) urz dzeniem VANE TEST GM 4W zamo-
362
cowanym na stojaku. Metodyka badania
mFVT jest to sama z metodyk podan
w pracach Borowczyka (2004) dla sondy SLVT, metodyk badania zestawem
automatycznym FVT opisano wcze niej.
Wykorzystano trzy poletka eksperymentalne dobrze udokumentowane badaniami referencyjnymi w postaci wierce
oraz sondowa CPTU (znajomo prolu i jednorodno badanych gruntów).
Badania r czne wykonywano przy
pr dko ci obrotu krzy aka zbli onej do
nowych wymaga ( 360°/min) przez
tego samego operatora, a badania automatyczne wykonywano przy pr dko ci
obrotu krzy aka równej 12°/min.
T. Godlewski, . Kaczy ski
a
b
RYSUNEK 3. Zbiorcze porównanie wyników bada zestawem r cznym (mFVT) i automatycznym
(FVT): (a) maksymalne wytrzyma o ci na cinanie (cfv); (b) rezydulane wytrzyma o ci na cinanie
(cres,fv)
FIGURE 3. Collective compare of the manual (mFVT) and automatic (FVT) vane test results: (a) maximum shear strenght (cfv); (b) residual shear strenght (cres,fv)
Podsumowanie i dyskusja
Przeprowadzone badania porównawcze wskazuj na wyra ne ró nice
w warto ciach uzyskanych przy badaniu
sond FVT mi dzy zestawem r cznym
a zestawem automatycznym. W przypadku bada w popio ach wyniki uzyskane zestawem manualnym by y rednio
o 85% wi ksze w stosunku do wytrzyma o ci na cinanie uzyskanej przy
mniejszej pr dko ci zestawem automatycznym. Warto ci parametrów uzyskiwane przy u yciu sondy automatycznej
w przypadku gruntów naturalnych (mady
i grunty organiczne) natomiast s rednio
o oko o 40% wi ksze od wyników uzyskanych zestawem r cznym. W przypadku popio ów ró nica wynika ze specyki
tych osadów, stosunkowo szybkie ci cie
zestawem r cznym powoduje wi ksz
mobilizacj wytrzyma o ci strukturalnej (charakterystycznej dla popio ów).
W ci liwych i plastycznych gruntach
naturalnych natomiast zbyt ma a pr dko cinania zestawem automatycznym
powoduje zawy anie wyników pomiaru
wytrzyma o ci na cinanie wynikaj cej
z cz ciowego odp ywu wody z porów
podczas badania. Podobne zachowanie
mo na zauwa y w przypadku okre lania
wytrzyma o ci rezydualnej, niemniej wida zmian zachowania w madach w stosunku do gruntów organicznych. Mo na
to wyt umaczy uplastycznieniem mad,
co wp ywa na zmian warunków drenau (zmniejszenie przepuszczalno ci).
Jak wida pomimo skrajnie ró nych
zachowa wynikaj cych z charakteru
i w a ciwo ci analizowanych osadów widoczne rozbie no ci w wynikach wskazuj na bardzo istotny wp yw pr dko ci
na wynik badania i jego wiarygodno .
Szersze zastosowanie uzyskiwanych
wyników (np. w kontek cie wskazania
poprawnego wspó czynnika Nkt) wyma-
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow ...
363
ga oczywi cie dalszych bada i analiz.
Wykonane porównania na trzech poligonach mia y na celu porównanie metod
i wskazanie istoty doboru pr dko ci, warunków badania w kontek cie nowych
propozycji oraz wymaga dla tej metody
badawczej.
Wnioski
Zalet bada polowych jest z pewnoci otrzymanie szybkiej i obiektywnej
(ujednolicanie procedur wykonywania)
informacji na temat warunków pod o a
uzyskanych w warunkach rzeczywistych
(in situ). Badanie FVT jest szybkie i pozwala uzyska warto wytrzyma o ci na
cinanie mierzone wprost. Z tego wzgl du, teoretycznie, wietnie nadaje si do
walidacji innych metod badawczych, na
przyk ad warto ci Nkt dla bada CPTU.
Nie nale y jednak zapomina , co podkre laj badacze (za M ynarek, 2013),
e wp yw na warto „wiarygodnego
parametru geotechnicznego gruntu” ma
kilka czynników, mi dzy innymi: jako
zastosowanego do testu sprz tu, poziom
edukacji i staranno ci wykonania testu
przez operatora, losowo mierzonych
parametrów podczas badania, jako
próbek do bada waliduj cych w laboratorium. Na ko cu tego procesu poznawczego jest dobór odpowiedniej metody
interpretacji, która wymaga ustalenia zale no ci korelacyjnej wypracowanej dla
podobnych warunków, popartej badaniami laboratoryjnymi i do wiadczeniem
regionalnym (Godlewski, 2013). W bilansie czynników wp ywaj cych na niepewno ci uzyskiwanych wyników przestrzeganie procedur oraz standaryzacja
metod i sprz tu ma kluczowe znaczenie.
364
St d bardzo wa ne jest wypracowywanie wspólnych standardów (na poziomie
europejskim). W kontek cie opisanych,
niekiedy dyskusyjnych propozycji daje
si niestety zauwa y brak stanowiska
krajowego i widocznego zaanga owania
w prace normalizacyjne. Opisana propozycja normy prEN ISO 22476-9 zostaa przyj ta i obecnie jest na etapie dalszych prac w Komitecie Technicznym
TC 341 z uwagi na zg oszone liczne uwagi
w trakcie g osowania. Planowana publikacja ma nast pi do ko ca 2016 roku.
Autorzy po lekturze zg oszonych uwag
do TC 341 zak adaj , e opisane zwi kszenie pr dko ci cinania to raczej efekt
pomy ki. Niemniej z praktyki bada
(g ównie na budowach) nale y wyeliminowa stosowanie zestawów r cznych
dla sondowa FVT, ze wzgl du na trudno utrzymania w a ciwych re imów
podczas badania (pr dko cinania), co
jak wykazano ma istotny wp yw na uzyskiwane wyniki.
Literatura
Bara ski, M., D bska A., Popielski, P. i Szczepa ski, T. (2008). Numerical model verication on the basis of the measurements and
investigation carried out during the structure
realization. W Proc. of the Int. Geotechnical
Conference, Saint Petersburg 16-19 June
2008, 173-179.
Bogusz, W. (2013). Stosowanie wspó czynników
cz ciowych do parametrów geotechnicznych wed ug Eurokodu 7 w obliczeniach
stateczno ci MES. Acta Scientiarum Polonorum, Architektura-Budownictwo 12 (3),
27-38.
Bole ski, M. (1975). Instrukcja wykonywania
bada pod o a gruntowego sond udarowo-obrotow typu ITB-ZW. Instrukcja ITB
nr 182. Warszawa.
T. Godlewski, . Kaczy ski
Borowczyk, M. (2004). Metody bada pod o a
gruntowego – konspekt z wyk adów (materia y niepublikowane). Warszawa: Wydzia
Geologii UW.
Godlewski, T. (2009). Wykonywanie i interpretacja bada polowych wg PN-EN 1997-2.
XXIV Ogólnopolskie WPPK, t. 1, 67-108.
Godlewski, T. (2013). Interpretacja bada polowych
a Eurokod 7. Acta Scientiarum Polonorum,
Architektura-Budownictwo 12 (3), 61-72.
Lechowicz, Z. i Szyma ski, A. (2002). Odkszta cenia i stateczno nasypów na gruntach
organicznych. Warszawa: Wydawnictwo
SGGW.
Mitew-Czajewska M. i Siemi ska-Lewandowska
A. (2010). In situ geotechnical surveys and
static analysis of deep excavations. Soil
parameters from in situ and laboratory tests.
Pozna : Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu 495-504.
M ynarek, Z., (2013). Metody i ograniczenia
w wyznaczaniu parametrów geotechnicznych
gruntów w badaniach in situ. XXVIII Ogólnopolskie WPPK, t. 1, 399-440.
M ynarek Z., Stefaniak, K. i Wierzbicki J. (2012).
Geotechnical parametres of alluvial soils from
in situ tests. Archives of Hydro-Engineering
and Environmental Mechanics, 59 (1), 3-22.
Perez-Foguet A., Ledesma A., Huerta A. (1997).
Analysis of the vane test considering size and
time effects. Publication CIMNE, 122, 1-40.
PN-B-04452:2002. Geotechnika. Badania polowe.
PN-EN 1997-2:2009. Eurokod 7: Projektowanie
geotechniczne – Cz
2: Rozpoznanie i badanie pod o a gruntowego.
prEN ISO 22476-9. Ground investigation and testing
– Field testing – Part 9: Field vane test. Draft
International Standard (2014), ISO/TC 182/SC
1 and voting results (CEN/TC 341 N 691).
Rabarijoely, S. i Garbulewski, K. (2013). Simultaneous interpretation of CPT/DMT tests to
ground characterisation. W Proc. of the 18th
Int. Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 1337-1340.
Stefaniak, K. (2015). Assessment of shear strength
in silty soils. Studia Geotechnica et Mechanica, 37 ( 2), 51-55.
Wolski, W. (1988). Geotechnical Properties of
Peats and Peaty Soil. Method of Their Determination. W General Report, Proc. 2nd Baltic
Conf. on Soil Mech. and Foun. Eng., Tallin.
Streszczenie
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow
w wietle nowych wymaga norm europejskich. Badanie sond krzy akow jest
w za o eniach bardzo prostym sposobem
bezpo redniego pomiaru wytrzyma o gruntu na cinanie. Nale y jednak pami ta , e
pomimo swej prostoty wymaga wiele uwagi
i precyzji, a niew a ciwie wykonane prowadzi do bardzo istotnych przeszacowa parametru wytrzyma o ci gruntu. W artykule zostan skonfrontowane zagadnienia zwi zane
z metodyk wykonywania bada sond FVT
wed ug ró nych standardów, w tym nowych
zalece Eurokodu 7, poparte wynikami bada
w asnych na poligonach do wiadczalnych.
Uzyskane ró nice w wynikach wskazuj na
konieczno dobierania odpowiedniej metodyki (dobór pr dko ci, obiektywno techniki badawczej) do warunków prowadzenia
badania (rodzaj gruntu).
Summary
The determination of shear strength of
soil based on eld vane test in accordance
with new European standards. Vane test is
in the assumptions very simple way for direct measurement of shear strength of soil.
However, despite its simplicity it requires
a lot of attention and precision, and in properly conducted leads to signicant overestimation of strength parameter. The article will
be facing issues related to testing methodology for FVT probe, according to various standards, including new recommendations of
Eurocode 7, supported by the results of own
research on test sites. Differences in obtained results point to the necessity of selecting
a suitable methodology (the choice of velocity, objectivity of testing techniques) for
given testing conditions (soil type).
Authors’ address:
Instytut Techniki Budowlanej
Zak ad Konstrukcji Budowlanych i Geotechniki
02-656 Warszawa, ul. Ksawerów 21,
Poland
e-mail: [email protected], [email protected]
O wyznaczaniu wytrzyma o ci gruntu na cinanie polow sond krzy akow ...
365